探索規(guī)律中一類求和問(wèn)題的解法
山東省棗莊市薛城舜耕中學(xué) 李勇
同學(xué)們一定知道德國(guó)有一個(gè)數(shù)學(xué)神童,在他十歲時(shí),小學(xué)老師出了一道算術(shù)難題:“計(jì)算1+2+3+……+100=?”. 這可難為初學(xué)算術(shù)的學(xué)生,但是他卻在幾秒后將答案解了出來(lái),他把數(shù)目一對(duì)對(duì)的湊在一起:1+100,2+99,3+98,……,49+52,50+51 而這樣的組合有50組,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050.我想現(xiàn)在同學(xué)們一定想起他是誰(shuí)了吧?他就是德國(guó)的大數(shù)學(xué)家高斯 (Gauss,1777-1855),他和阿基米德、牛頓、歐拉并列,有“數(shù)學(xué)王子”之稱.
有很多題目都與高斯做的這個(gè)求和題類似,現(xiàn)在,就讓我們來(lái)共同探索一下其中的規(guī)律.
一、規(guī)律總結(jié)
如果我們把高斯解的這個(gè)題一般化,那就是求1+2+3+……+n的和,把這組和首尾的數(shù)字對(duì)應(yīng)相加,就可以得到
個(gè)(n+1),所以1+2+3+……+n=
.
我們還可以假設(shè)S=1+2+3+……+n,再倒過(guò)來(lái)寫(xiě)一遍就是
S=n+(n-1)+……+1,兩式相加可以得到
2S=(n+1)+(n+1)+……+(n+1)
=n(n+1) 兩邊同時(shí)除以2得
S=
即:1+2+3+……+n=
用類似的方法我們也可以求出:1+2+3+……+(n-1)=
.
上面兩個(gè)公式同學(xué)們可以記住,計(jì)算時(shí)不妨直接應(yīng)用,這樣我們?cè)谔剿饕?guī)律時(shí)就可以把主要精力放在思考問(wèn)題上,而不是花費(fèi)在復(fù)雜的計(jì)算上.
二、典型例題
例1 足球比賽時(shí)要進(jìn)行單循環(huán)的淘汰賽,2個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行1場(chǎng)比賽,3個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行3場(chǎng)比賽,4個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行6場(chǎng)比賽,……,n+1個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行多少場(chǎng)比賽?
解析:假設(shè)n+1個(gè)球隊(duì)進(jìn)行的比賽場(chǎng)數(shù)為S,則可以得到
球隊(duì)數(shù) 比賽場(chǎng)數(shù)
2 1
3 3=1+2
4 6=1+2+3
5 10=1+2+3+4
6 15=1+2+3+4+5
…… ……
由規(guī)律可以得到n+1個(gè)球隊(duì)需要進(jìn)行的比賽場(chǎng)數(shù)為S=1+2+3+……+n=
.
例2 在一條直線上有n個(gè)點(diǎn)A1,A2…… An-1, An.這n個(gè)點(diǎn)一共可以構(gòu)成多少條線段?

解析:點(diǎn)A1和點(diǎn)A2可以構(gòu)成線段A1A2,點(diǎn)A1和點(diǎn)A3可以構(gòu)成線段A1A3,……,點(diǎn)A1和點(diǎn)An可以構(gòu)成線段A1An,一共是(n-1)條;點(diǎn)A2和點(diǎn)A3,點(diǎn)A2和點(diǎn)A4,……,點(diǎn)A2和點(diǎn)An,可以構(gòu)成的線段一共有(n-2)條,依次類推,n個(gè)點(diǎn)可以構(gòu)成的線段有:(n-1)+(n-2)+……+2+1=
.
評(píng)注:例1中的球隊(duì)我們也可以把它看作一個(gè)一個(gè)線段上的點(diǎn),按照例2那樣用畫(huà)弧的方法,一邊畫(huà)弧,一邊按照例1那樣記數(shù),很快就能找到答案的!其實(shí),只要大家能夠靈活運(yùn)用所掌握的方法,探索規(guī)律的題目也是很簡(jiǎn)單的!
例3 我們知道1條可以將一個(gè)平面分成2部分,2條直線可以將一個(gè)平面分成4部分,3條直線最多可以將一個(gè)平面分成7部分,4條直線最多可以將一個(gè)平面分成11部分,你能探索出n條直線最多可以將一個(gè)平面分成幾部分嗎?

……
解析: 直線條數(shù) 分成的平面部分
1 2=1+1
2 4=(1+2)+1
3 7=(1+2+3)+1
4 11=(1+2+3+4)+1
…… ……
n S=(1+2+3+……+n)+1=
+1
例4 如圖

……
第n個(gè)圖形三角形的邊數(shù)一共有多少?
解析:如果我們把后一個(gè)圖形看作是在前一個(gè)圖形的基礎(chǔ)上在下面補(bǔ)充幾個(gè)三角形,那么探索起其中的規(guī)律來(lái)就很容易得到問(wèn)題的答案.
圖形編號(hào) 三角形邊數(shù)
① 3
② 9=3+3×2=3×(1+2)
③ 18=9+3×3=3×(1+2+3)
④ 30=18+3×4=3×(1+2+3+4)
…… ……
n S=3×(1+2+3+……+n)=
以上只是探索規(guī)律中求和的一種類型,實(shí)際上同學(xué)們只要注意總結(jié),善于分類,深入研究,做一個(gè)有心人,你一定能夠在探索規(guī)律中有出色表現(xiàn)的.
同學(xué)們一定知道德國(guó)有一個(gè)數(shù)學(xué)神童,在他十歲時(shí),小學(xué)老師出了一道算術(shù)難題:“計(jì)算1+2+3+……+100=?”. 這可難為初學(xué)算術(shù)的學(xué)生,但是他卻在幾秒后將答案解了出來(lái),他把數(shù)目一對(duì)對(duì)的湊在一起:1+100,2+99,3+98,……,49+52,50+51 而這樣的組合有50組,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050.我想現(xiàn)在同學(xué)們一定想起他是誰(shuí)了吧?他就是德國(guó)的大數(shù)學(xué)家高斯 (Gauss,1777-1855),他和阿基米德、牛頓、歐拉并列,有“數(shù)學(xué)王子”之稱.
有很多題目都與高斯做的這個(gè)求和題類似,現(xiàn)在,就讓我們來(lái)共同探索一下其中的規(guī)律.
一、規(guī)律總結(jié)
如果我們把高斯解的這個(gè)題一般化,那就是求1+2+3+……+n的和,把這組和首尾的數(shù)字對(duì)應(yīng)相加,就可以得到


我們還可以假設(shè)S=1+2+3+……+n,再倒過(guò)來(lái)寫(xiě)一遍就是
S=n+(n-1)+……+1,兩式相加可以得到
2S=(n+1)+(n+1)+……+(n+1)
=n(n+1) 兩邊同時(shí)除以2得
S=


用類似的方法我們也可以求出:1+2+3+……+(n-1)=

上面兩個(gè)公式同學(xué)們可以記住,計(jì)算時(shí)不妨直接應(yīng)用,這樣我們?cè)谔剿饕?guī)律時(shí)就可以把主要精力放在思考問(wèn)題上,而不是花費(fèi)在復(fù)雜的計(jì)算上.
二、典型例題
例1 足球比賽時(shí)要進(jìn)行單循環(huán)的淘汰賽,2個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行1場(chǎng)比賽,3個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行3場(chǎng)比賽,4個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行6場(chǎng)比賽,……,n+1個(gè)球隊(duì)要進(jìn)行多少場(chǎng)比賽?
解析:假設(shè)n+1個(gè)球隊(duì)進(jìn)行的比賽場(chǎng)數(shù)為S,則可以得到
球隊(duì)數(shù) 比賽場(chǎng)數(shù)
2 1
3 3=1+2
4 6=1+2+3
5 10=1+2+3+4
6 15=1+2+3+4+5
…… ……
由規(guī)律可以得到n+1個(gè)球隊(duì)需要進(jìn)行的比賽場(chǎng)數(shù)為S=1+2+3+……+n=

例2 在一條直線上有n個(gè)點(diǎn)A1,A2…… An-1, An.這n個(gè)點(diǎn)一共可以構(gòu)成多少條線段?

解析:點(diǎn)A1和點(diǎn)A2可以構(gòu)成線段A1A2,點(diǎn)A1和點(diǎn)A3可以構(gòu)成線段A1A3,……,點(diǎn)A1和點(diǎn)An可以構(gòu)成線段A1An,一共是(n-1)條;點(diǎn)A2和點(diǎn)A3,點(diǎn)A2和點(diǎn)A4,……,點(diǎn)A2和點(diǎn)An,可以構(gòu)成的線段一共有(n-2)條,依次類推,n個(gè)點(diǎn)可以構(gòu)成的線段有:(n-1)+(n-2)+……+2+1=

評(píng)注:例1中的球隊(duì)我們也可以把它看作一個(gè)一個(gè)線段上的點(diǎn),按照例2那樣用畫(huà)弧的方法,一邊畫(huà)弧,一邊按照例1那樣記數(shù),很快就能找到答案的!其實(shí),只要大家能夠靈活運(yùn)用所掌握的方法,探索規(guī)律的題目也是很簡(jiǎn)單的!
例3 我們知道1條可以將一個(gè)平面分成2部分,2條直線可以將一個(gè)平面分成4部分,3條直線最多可以將一個(gè)平面分成7部分,4條直線最多可以將一個(gè)平面分成11部分,你能探索出n條直線最多可以將一個(gè)平面分成幾部分嗎?

……
解析: 直線條數(shù) 分成的平面部分
1 2=1+1
2 4=(1+2)+1
3 7=(1+2+3)+1
4 11=(1+2+3+4)+1
…… ……
n S=(1+2+3+……+n)+1=

例4 如圖

……
圖形編號(hào) |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
三角形邊數(shù) |
|
|
|
|
|
|
第n個(gè)圖形三角形的邊數(shù)一共有多少?
解析:如果我們把后一個(gè)圖形看作是在前一個(gè)圖形的基礎(chǔ)上在下面補(bǔ)充幾個(gè)三角形,那么探索起其中的規(guī)律來(lái)就很容易得到問(wèn)題的答案.
圖形編號(hào) 三角形邊數(shù)
① 3
② 9=3+3×2=3×(1+2)
③ 18=9+3×3=3×(1+2+3)
④ 30=18+3×4=3×(1+2+3+4)
…… ……
n S=3×(1+2+3+……+n)=

以上只是探索規(guī)律中求和的一種類型,實(shí)際上同學(xué)們只要注意總結(jié),善于分類,深入研究,做一個(gè)有心人,你一定能夠在探索規(guī)律中有出色表現(xiàn)的.
中考政策 | 中考狀元 | 中考飲食 | 中考備考輔導(dǎo) | 中考復(fù)習(xí)資料 |
- 小學(xué)五年級(jí)美術(shù)教案設(shè)計(jì)精選模板
- 2022年五一放假通知模板(最新9篇)
- 五一放假通知模板(各行業(yè)通用)
- 五一放假通知模板范文(合集8篇)
- 小學(xué)學(xué)校工作總結(jié)個(gè)人通用
- 2022五一放假通知模板最新的【精】
- 高三教師述職報(bào)告范文(合集)
- 勞動(dòng)節(jié)放假通知格式范文模板最新【分享】
- 商場(chǎng)兒童節(jié)活動(dòng)策劃方案(最新)
- 2022年五一放假通知模板(通用8篇)
- 最新通用教室標(biāo)語(yǔ)口號(hào)大全
- 公司五一放假通知模板范文2022
- 勞動(dòng)節(jié)放假通知格式范文模板2022
- 2022年小學(xué)三年級(jí)教師述職報(bào)告范文
- 勞動(dòng)節(jié)放假通知格式范文模板(個(gè)人通用)
- 關(guān)于勞動(dòng)節(jié)放假的通知的模板
- 學(xué)生會(huì)體育部工作總結(jié)范文(實(shí)用)
- 關(guān)于勞動(dòng)節(jié)放假的通知的模板大全(精選5篇)
- 本科去奧地利留學(xué)的行前準(zhǔn)備是什么
- 公眾號(hào)五一放假通知模板(實(shí)用)
- 訂婚喜帖祝福語(yǔ)(10篇)
- 三年級(jí)小學(xué)生日記300字左右(10篇)
- 我的家鄉(xiāng)400字作文四年級(jí)下冊(cè)(精選10篇)
- 中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì):2024年6月證券從業(yè)資格考試成績(jī)查詢?nèi)肟谝验_(kāi)通
- 北京2024年6月證券從業(yè)資格考試成績(jī)查詢?nèi)肟谝验_(kāi)通
- 給爸爸的父親節(jié)微信祝福句子(精選10篇)
- 天津2024年6月證券從業(yè)資格考試成績(jī)查詢?nèi)肟谝验_(kāi)通
- 2024年四川巴中巴州區(qū)赴高校公開(kāi)考試(考核)招聘高中教師25名(6月13日起報(bào)名)
- 工作自我鑒定簡(jiǎn)短(10篇)
- 畢業(yè)快樂(lè)的祝福語(yǔ)(10篇)
- 煤礦安全生產(chǎn)心得體會(huì)(通用10篇)
- 轉(zhuǎn)正自我評(píng)價(jià)怎么寫(xiě)
- 溫馨端午節(jié)問(wèn)候句子大全10篇
- 有關(guān)放風(fēng)箏的英語(yǔ)日記(10篇)
- 2024年中共西寧市委黨校面向社會(huì)公開(kāi)考核招聘教師公告(青海)
- 2024年四川廣元中考時(shí)間:6月13日-15日(總分920分)
- 安全警示教育心得體會(huì)(精選10篇)
- 2024年湖南衡陽(yáng)衡東縣公開(kāi)招聘教師(專業(yè)人員)61人(6月16日至19日?qǐng)?bào)名)
- 寶寶睡前聽(tīng)的故事(精選10篇)
- 2024年湖南高考錄取時(shí)間及錄取結(jié)果查詢?nèi)肟冢?月8日起)